服装CAD技术在服装定制系统中的应用研究

2011-04-14杜红艳

山东纺织科技 2011年5期

杜红艳 (， )

随着计算机和信息技术的纵深发展，服装企业采用计算机和信息技术参与服装产品设计、加工制造、生产管理和营销环节，提高了生产效率和产品的科技含量。随着网络技术的发展，服装业走向量身定制及电子商务，结合计算机辅助设计CAD的量身定制MTM的制造方式，将成为服装企业新的发展方向。

1 服装CAD技术和量身定制MTM

服装CAD系统(Garment Computer Aided Design System)即服装计算机辅助设计系统，是计算机参与服装产品设计和制造工程设计的系统[1]。服装CAD是一项集服装款式设计、服装结构和工业样板设计与计算机图形学、数据库、网络通讯等知识于一体的现代化高新技术[2]。自20世纪70年代初美国研发的首套服装CAD系统以来，CAD系统在服装行业的应用已经近40年的历史。服装CAD系统应用于服装产品的设计阶段，把计算机快速准确的特点与人的逻辑思维分析能力相结合,提高了设计阶段的效率。服装CAD系统与服装计算机辅助制造系统的组合缩短了服装产品设计和生产的周期，是服装企业实现快速反应的重要手段。服装CAD技术是服装企业从劳动密集型转向科技密集型，对提高企业生产效率起到很大的作用[3]。

定制生产方式MTM(MTM，Made To Measure) 也称作量身定制或单量单裁，是一种采用计算机数字技术、信息技术和网络技术的快速低成本地为客户定制服装的生产方式。它是以单个顾客为中心通过三维人体扫描仪得到顾客精确的人体数据，对顾客体型进行分析并确定号型，在现有的款式库中选择款式，调用样版库中相对应的样版进行修改，进入三维虚拟试衣系统进行试穿，然后将订单传输给异地加工厂，通过自动裁床和智能吊挂系统生产，使加工快速完成的一种成衣定制的制造方式。计算机数字技术和网络技术参与订购与生产销售的全过程。在这种生产方式下顾客得到的是以工业化标准加工制造的、定制的、高度个性化和合体性的服装产品。量身定制MTM的生产方式研究在国外已经取得很大的成果，美国GERBER(格柏)、德国ASSYST(埃斯特)的MTM 系统、法国LECTRA(力克)的量身定制系统等进入商业化推广应用阶段。我国也有大型服装企业开始运用MTM 系统为顾客进行定制服务，但我国仍属于研究的起步阶段[4]。

服装CAD系统是实现量身定制MTM生产方式不可或缺的技术系统。服装企业在批量生产方式下实现快速的单量单裁或小批量的定制生产，离不开计算机技术和信息技术，离不开服装CAD/CAM(计算机辅助制造系统)系统强大的技术支持。以下就服装CAD技术在服装定制系统中的应用展开研究。

2 服装CAD技术在MTM中的应用

2.1 二维服装CAD技术在MTM中的应用

在定制生产方式MTM(Made to measure)中应用的二维服装CAD技术主要体现在款式设计、纸样设计、放码和排料等软件模块中[5]。

2.1.1二维款式设计

帮助设计师构思绘制新款式的款式设计模块，采用计算机图形图像处理技术结合丰富的绘画工具、色彩库、面料素材库、图案库、图形库等，设计师借助输入设备直接绘制效果图，在创作过程中可调用图形库中的各种领袖等服装部位的零部件对款式的造型进行修改、变形；可从面料素材库中选取图案、花型和不同材质的面料机理填充到图形中，综合利用各种数据库进行自由组合和修改。应用此软件设计的丰富款式可供服装定制MTM的顾客在网络终端进行选购。

2.1.2二维纸样设计

服装CAD系统中的纸样设计模块替代原来的手工打版模式，提高了制版效率，特别是在一些有省道和褶裥，变化比较丰富的女装制版方面。服装CAD系统中的样版设计系统PDS(Pattern Design System)模块中有各种便捷的绘图工具可完成任意线条的绘作，还有灵活方便的纸样修改和调整工具，能够对纸样进行旋转、剪切、修改、省道转移等功能操作。模块适用于原型法、比例法、公式法等多种制版方法，也可将已有的纸质样版数字化，方便进行存储、修改和传输，也可调用计算机内已有的纸样进行修改成为新的相近款式的纸样。运用纸样设计模块可建立服装规格数据库和成衣样版库。

随着计算机技术的发展，MTM制版技术在数据库技术基础上已向智能化打版方向发展，通过神经网络、机器学习、专家系统等技术的应用，使纸样设计模块具有智能化的学习和记忆制版数据、制版方法和制版过程的功能。将这些打版过程的数据信息按照打版的步骤和方法建立成数据库。针对顾客选中的款式输入顾客尺寸，系统便可自动完成纸样的绘制，避免了重复操作，实现了样版的快速生成。运用专家系统集众多专家经验的样版自动生成技术是将服装款式中所有样片有机联系起来，改动其中一个尺寸，其它相关连的样片便会自动跟随修改，这种联动修改功能非常适合于款式和尺寸的变化和修改。德国艾斯特系统运用智能化技术使样版实现自动模拟拼接、自动校正样版、自动生成里料、衬料等其它辅助样版。美国格柏公司的CAD系统AccuMark软件和单量单裁系统MTM集成使用，从输入订单、样片转换、样片自动生成和排料图的自动生成整个流程反应迅速。

2.1.3二维服装放码和排料

计算机放码是在打版系统中的数字化样版上，以逐点位移法、公式法等的方法，根据放码规则对样版进行放缩形成多个号型的成套样版。模块设有多种工具实现对样片加缝份生成贴边等功能，还可对样片进行拼接组合、对称和旋转、缩水等操作。智能化的放码系统样片放好码后，纽扣位、袋位、分割线和各对位刀眼均可实现自动跟随放码。计算机放码精度高，计算准确，比人工放码难度低，并且效率高，缩短了群体客户职业装定制的时间，提高了小批量定制服装的生产速度。放码模块中生产的样版直接传送给排料系统进行排料。

计算机排料系统是模拟裁床的真实工作环境，采取自动排料、人机交互排料两种方法来对样片进行数学计算产生排料图。此模块可对裁片进行移动、靠近、重叠、对称、翻转、轻微旋转等操作，具有自动计算并显示用料长度、用布率、自动对条对格、小裁片自动填充排料空隙、裁片分割后自动生产缝份等功能。排料模块的优点是省时、省料，可以随时反复地进行排料计算，无漏排和错排现象，并可实现不同型号款式服装在不同门幅的面料上合理、优化地混排以适应生产节省用料。运用智能技术的排料系统可实现机器学习功能将人机交互方法获得的优化方案进行存储并添加到自动排料方案中形成专家经验库。系统可永久保存排料图并可通过网络进行远程传输和远程绘制排料图，或将排料信息直接传递到数字化自动裁床进行生产。排料模块的这些优势为服装定制生产的高效率奠定了基础。

二维服装CAD系统为服装产品的设计提供了方便快捷手段，大大缩短了设计周期，使得量身定制MTM快速反应的加工模式得以实现。

2.2 三维服装CAD技术在MTM中的应用

三维服装CAD技术在服装定制生产方式MTM中的应用主要体现在三维人体测量、虚拟服装设计、三维虚拟试穿等方面[6]。使用三维服装CAD技术不需要真正制作出服装产品，而是利用三维人体扫描测量仪和计算机等设备实现虚拟的服装设计、服装缝合和试穿等操作，这样可以提高服装量身定制MTM的设计生产效率和质量，大大增加了顾客对服装的满意程度，提升了服装产品的竞争能力。

2.2.1三维人体测量

量身定制MTM系统中需要建立适用于该系统的服装号型系统，根据消费者的尺寸，生产者可在成衣样版库中找到合适的号型和样版进行生产。这就需要通过人体测量得到人体数据，将其进行归类形成号型系统，为大规模的服装定制提供数据。

量身定制MTM中采用的三维人体的测量技术主要是非接触式测量三维人体扫描仪，利用非接触的光学测量快速精确地测得人体表面的三维数据。三维人体扫描的测量方法有激光测量法、白光相位法、莫尔条纹法、近红外光法、立体摄影法等。扫描获取的体型数据信息通过计算机软件处理，可得到三维人体点云数据，最终计算出完整的三维人体模型。这些可以被计算机存储处理的数字化的信息数据，可导入到服装CAD系统，根据服装款式和舒适性的的要求等对测量数据进行调节，生成相应的尺寸表，为顾客定制服装的合体性的提供技术支持。

2.2.2三维款式和样版设计

三维服装款式设计是在根据人体测量获得客户尺寸而建立的三维人体模型上进行手动设计。设计师可在虚拟人台上进行三维款式设计，可对服装款式线、轮廓线、服装面料的各项参数进行交互方式的设计和修改，二维样片上会产生相应的联动修改。三维款式和样版设计模块之间可以实现数据传输，将三维的服装效果图转化为二维的服装样版。美国格博(Gerber)的AccuMark、加拿大的PAD-LILANAS、德国艾斯特(Assyst Bullmer)、美国CDl(computer design incoporation)公司的CONCEF'T 3D服装设计系统等软件均在智能化三维服装设计、三维服装到二维衣片的相互转换方面有很深入的研究。

三维服装款式和样版设计给设计师的设计工作带来极大的方便，减少了服装企业在设计环节的样品制作，缩减了企业产品开发的成本，提高了效率。这也使得在线虚拟服装设计、顾客网络服装定制得以实现。

2.2.3三维虚拟试衣

三维虚拟试衣是三维服装CAD系统的核心技术之一，是基于虚拟现实和数字仿真技术的三维服装虚拟试穿技术。在计算机建立的虚拟世界里，在根据三维人体测量而建立的顾客个体的三维体型模型上，将二维服装衣片经CAD系统缝合成为三维服装，产生具有高度真实感的织物着装形态，可从任意角度观看服装的试穿效果。可以查看服装面料和人体之间的的内部空间大小，判断服装的放松量是否合适。可以观看到面料的质感和悬垂性等效果。

目前新型的服装网络定制系统，是结合了网络技术和三维人体扫描仪等先进的设备将服装人体测量、款式设计和消费者的试穿过程结合在一起的数字化服装定制系统[7]。服装网络定制是通过消费者在互联网上在线提供人体尺寸、选择款式和面料来下订单完成的，消费者可在购买之前观看所选购服装的试穿效果。三维虚拟试衣系统的各项功能为实现网络定制提供可能。三维虚拟试衣系统提供了参数化虚拟的三维人体模特，这是根据消费者的体型尺寸生成的试衣模特。顾客选择面料数据库中的衣料和服装款式库中的款式后便可在模型上模拟出衣料图案纹理、三维悬垂效果等，可以360度旋转来观看服装的立体效果。三维虚拟试衣系统也可实现三维服装和二维衣片之间的交互转换和实时模拟显示和修改功能。对于三维服装的修改和调整可在系统中展开形成二维的衣片样版，在CAD纸样设计模块中进行进一步的改进。可根据全方位观看及测得的衣片与人体的空间数据在二维样版中修改衣片各部位放松量调整服装的合体性。这种虚拟的模拟服装制作和试穿的过程，使得服装生产可以根据顾客的需求进行，减少不必要的环节、缩短服装设计和生产周期、降低库存，为服装企业采用批量生产方式的大规模定制与个性定制，提高生产效率。